C是一種廣泛使用的語言，用于對從OS內(nèi)核到加密庫的任何程序進(jìn)行編程?，F(xiàn)在該更換了嗎?

盡管C編程語言早在1972年就已發(fā)布，但它仍是當(dāng)今使用最廣泛的語言之一，并且按照當(dāng)今的標(biāo)準(zhǔn)存在許多限制和缺陷。

> Programming language popularity, 2020 by TIOBE

這就是為什么應(yīng)該替換C的關(guān)鍵原因。太多關(guān)鍵軟件都是用C / C ++編寫的，其含義廣泛。一個示例是OpenSSL之類的庫中的錯誤。眾所周知，C在捕獲諸如緩沖區(qū)溢出之類的問題時表現(xiàn)很差。C是一種允許您以多種方式射擊自己的語言。

熱衷于動態(tài)語言的人聽起來可能很奇怪。但是，這里的問題是類型安全。諸如Python和Julia之類的動態(tài)語言通常會錯誤地使用類型。例如在if語句中使用整數(shù)。動態(tài)語言在編譯時可能不會遇到問題，但是如果它們具有強(qiáng)大的類型系統(tǒng)，那么在運行時會遇到很多問題。這對于安全性尤其重要。安全漏洞在很大程度上歸因于導(dǎo)致不確定的行為，而不是受控的關(guān)閉。

但是如果C太糟糕了，為什么還沒有被替換呢?有很多原因。在某種程度上，它已經(jīng)被替換了。Java，C#，C ++和許多其他語言已經(jīng)接管了以前用C完成的任務(wù)。

因此，這實際上是關(guān)于剩下的那種軟件，其中C仍然占主導(dǎo)地位：

• 操作系統(tǒng)內(nèi)核。Linux，例如
• 微控制器
• 視頻編解碼器
• 共享的低級庫，例如OpenSSL
• Unix命令行工具，例如ls，cat和git

為什么C仍然主導(dǎo)著這些領(lǐng)域?因為直到最近的替代方案還不是很好。上世紀(jì)90年代，許多語言(例如Java，C#，VB.NET和F#)似乎主要致力于創(chuàng)建垃圾收集托管語言。對于上面列出的示例，不是一個很好的解決方案。

然后在80年代和90年代出現(xiàn)了其他語言，例如Perl，Python，Ruby，JavaScript，它們都不適合這些任務(wù)。

當(dāng)然，一直存在其他靜態(tài)類型的語言，例如Ada，Modula-2等。但是，這些語言通常并不能滿足人們現(xiàn)有的技能要求，也可以輕松地與現(xiàn)有的C庫一起使用。

曾經(jīng)有諸如D之類的語言，但是它具有C ++級別的復(fù)雜性，可能對C開發(fā)人員沒有吸引力。它最初還要求進(jìn)行垃圾收集，這很可能使其不適用于所提到的許多領(lǐng)域。您不想在嘗試保持幀速率時啟動垃圾收集器。

Go and Rust 的可能性

我認(rèn)為對C和C ++的現(xiàn)代化表現(xiàn)出濃厚興趣的第一個真實跡象是Go和Rust的日益普及。我們看到過去通常使用C或C ++編寫的許多典型工具現(xiàn)在都用Go或Rust編寫。大量的命令行工具，已經(jīng)用這兩種語言編寫。我在這里介紹了其中一些工具。您會看到人們試圖用Rust編寫游戲引擎。

LLVM：缺少的難題

我相信由于LLVM的成熟，提供替代C語言的可能性很大。LLVM意味著生成高性能代碼并針對許多平臺的真正復(fù)雜的工作已解決。它使更多人可以進(jìn)行語言開發(fā)。

Go和Rust都為如何重新思考C / C ++以及如何利用LLVM和LLVM帶來了一些靈感，出現(xiàn)了一些可能的C替代品的家庭手工業(yè)：

• Zig，我已經(jīng)詳細(xì)介紹了。
• Odin，看起來像Go的C替代品。
• V語言。另一種類似C的語言，具有大量的Go和Rust啟發(fā)。

什么是可替代C的語言?

要替換C，通常需要一種語言來適應(yīng)C仍占主導(dǎo)地位。并非所有類型的語言都適合于此。因此，我列出的語言具有許多共同點，可以替代C：

• 現(xiàn)有的C庫易于重用。Ada，Modula-2等在很大程度上失敗了，因為您無法在大型C生態(tài)系統(tǒng)中有效使用它們。
• 以已建立的知識和慣例為基礎(chǔ)。Go確實很快就可以使用，因為盡管語法有所更改，但API和編碼方式與C程序員非常相似。
• 沒有垃圾收集/手動內(nèi)存管理。C在需要嚴(yán)格控制內(nèi)存使用的區(qū)域中占主導(dǎo)地位。在這個空間中，垃圾收集不會削減它。這就是阻止Go完全替代C的原因。
• 小二進(jìn)制文件。像C一樣，Zig使您可以制作很小的二進(jìn)制文件。如果要在嵌入式空間中使用其他語言，則不能使用會產(chǎn)生較大二進(jìn)制代碼的語言(例如Go)。
• 系統(tǒng)級友好。您需要能夠操縱位和字節(jié)。您需要良好的二進(jìn)制運算符和指針。在過去的幾十年中，許多語言都沒有合適的指針。Java使指針成為一個臟話，但Go卻部分地將其帶回來。
• 逐步替換C代碼。與C具有很好的二進(jìn)制兼容性。

讓我們擴(kuò)展最后一點。如果這意味著您需要一次性重寫整個程序，那么甚至沒有人會開始著手替換現(xiàn)有的C基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)。以我的經(jīng)驗，可以很容易地從Objective-C過渡到Swift的一件事是，我實際上可以一次重寫一個方法，重新編譯并測試該程序。

使用諸如Zig之類的語言，您可以輕松地做到這一點。

結(jié)論

我們應(yīng)該替換C的原因有很多，而以前從未做過的主要原因是，重點放在了其他地方，而缺少工具。這不是一個大型組織必須決定做的事情。您需要讓一些家庭手工業(yè)的人輕松嘗試一下。以LLVM為工具，以Go作為靈感，這是今天完全可能的。

我個人認(rèn)為C將被替換嗎?我沒有屏住呼吸。這是一個漫長的過程，我們還沒有明確的贏家。大型組織不會打算采用Zig，Odin，V或其他任何方式，直到出現(xiàn)明確的替代方案。

替換甚至意味著什么?Cobol仍在進(jìn)行許多金融交易。但是我認(rèn)為我們可以說已經(jīng)取代了Cobol，因為今天沒有人會故意為任何新項目選擇Cobol。人們將盡可能地嘗試遠(yuǎn)離它。

同樣，許多經(jīng)過良好測試的C代碼也不會被重寫。它只會流連忘返。但是我們將來可能會達(dá)到這樣的地步，因為在C傳統(tǒng)上占主導(dǎo)地位的領(lǐng)域中，其他語言只是被C所取代。